Воздушный коллектор из гофрированной трубы. Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками: пошаговое руководство

Я писал, что можно подсоединить большой солнечный коллектор своей конструкции. И использовать его на нагрев теплоносителя пола и контура ГВС. Например как здесь:

Так вот, пришла идея поэкспериментировать с такими типами коллекторов. Для этого я решил собрать один модуль и пока еще солнце низко поднимается над горизонтом - сделать замеры и вынести решение о применимости данной технологии. Материалы своих экспериментов я буду постепенно выкладывать здесь.

Как известно, абсорбер самодельных Солнечных коллекторов бывает трубчатый или полимерный. Трубчатый - делать трудно, но у него теплопроводность большая, а полимерный вроде делать легче, но теплопроводность меньше. И это всегда была делема. Вот представьте себе протяженный Солнечный Коллектор, как на фото выше, сделанный (сваренный) из труб. Это еще кроме больших трудозатрат и большой вероятности протекания - большой вес. Делать полимерный вариант мне как-то тоже не совсем нравилось - тоже велика вероятность разгерметизации и пр... В общем дело стояло у меня год. Качественную основу коллектора я сделал, а до абсорбера смелости не хватило.

И вот в связи с рассмотрением водяного пола, я вышел на интересный вариант трубы для теплого пола, которая уникально подходит и для создания Солнечного коллектора. Это - ГОФРИРОВАННАЯ ТРУБА ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ. Её можно гнуть сколько угодно и как угодно в любом направлении, хоть узлы завязывай. И главное - она стальная и нержавеющая. Обеспечивающая высокую теплоотдачу и длительный срок эксплуатации, и не требует никаких уголков и прочего.

Преимущества:

* Долговечность: срок службы высоколегированной нержавеющей трубы и латунных фитингов не ограничен, срок службы уплотнительных колец не менее 30 лет.

* Гофрированная труба сочетает в себе пластичность и жесткость в отношении к внешним и внутренним механическим воздействиям (не боится гидроудара, до 65 а.т.м).

* Трубопровод очень легко гнется без всяких приспособлений, не нарушая своего проходного сечения, не вызывая микротрещин и механических напряжений в металле.

* Труба изготовляется из высоколегированной полированной стальной ленты, поэтому она не подвергается коррозии и на ее стенках не задерживаются осадочные материалы, также данный трубопровод экологичен по сравнению с другими трубопроводами.

* Труба не боится «разморозки» в зимнее время, отогревается как обычная стальная труба.

* Смонтированный трубопровод для питьевой воды не требует специальной очистки и готов сразу же к применению. Для уменьшения «отпотевания» для трубопровода холодной воды предлагается внешнее покрытие из полиэтилена.

* Трубопровод не требует за собой наблюдения после монтажа, поэтому его можно укладывать в бетонные стяжки и под штукатурку на стене.

* Гофротруба сама компенсирует линейные расширения и сжатия под циклическим воздействием температур, поэтому не требует специальных мер для их компенсации.

* Труба незаменима для изготовления «теплого пола» или «теплых стен». Из-за высокой теплоотдачи при использовании этого трубопровода можно обойтись и без радиаторов отопления, используя саму трубу в качестве радиатора.

* Трубопровод незаменим в подвалах. Ему не страшны грызуны, грибок, плесень.

* Простота монтажа: трубопровод очень легко монтировать в стесненных условиях, на его монтаж уходят считанные минуты, при высокой надежности и качестве работ. Не требуется никакого специального инструмента.

* Благодаря гибкости трубопровода монтаж сложных трасс осуществляется с минимальным количеством фитингов.

* Многофункциональность.

Исходя из всего этого ко мне вернулась идея доделать Солнечный Коллектор и провести "полевые испытания".

Нашел я у нас в городе такую трубу, приобрел и приступил к монтажу. Что из этого получилось, можете увидеть на фото.

Далее я планирую взять пластиковую емкость. Теплоизолировать её и присоединить к Солнечному коллектору. Проводя замеры температуры теплоносителя начиная с конца февраля, я думаю можно решить поставленную задачу.

Концепция проекта

Суть солнечного коллектора заключается в том, что холодная вода из резервуара поступает самотеком в коллектор. Нагретая вода поднимается по каналам вверх и поступает обратно в резервуар. Таким образом, создается естественная циркуляция в замкнутой системе.
Коллектор изготавливается из листа поликарбоната или другого пластика с полыми квадратами внутри, идущими вдоль. Чтобы увеличить поглощение солнечного света и повысить производительность коллектора (скорость нагревания воды), пластик можно выкрасить в черный цвет. Но здесь важно помнить, что лист изготовлен из довольно тонкого поликарбоната, поэтому при сильном нагреве при отсутствии циркуляции, он может размягчиться или деформироваться, что повлечет за собой протечки воды.
Также стоит отметить, что данное приспособление не подходит для установки в жилых помещениях с целью горячего водоснабжения. Этот экспериментальный проект скорее подходит для оборудования летнего душа на дачном участке.

Инструменты и материалы

Из инструментов потребуется:

• Дисковая и ручная пила.
• Электродрель.
• Рулетка.
• Отвертка.
• Пистолет для силиконового клея.
• Строительный степлер.

Материалы для коллектора:

• Лист поликарбоната с полыми каналами.
• Трубка из АБС-пластика.
• 4 заглушки на трубки.
• 2 ½ дюймовых пластиковых ниппеля с резьбой и штуцером для шланга.
• Туба силиконового герметика.
• Баллончик с краской, если планируется окрашивание.

Материалы для рамы:

• 1 лист фанеры.
• Лист пенополистирола. Также можно использовать квадраты пенопласта.
• Деревянный брус сечением 100×100 мм.
• Полиэтиленовая пленка, скотч.
• Болты, гайки, шайбы, скобы для крепления.

Материалы для организации циркуляции воды:

• Подходящий резервуар или емкость для воды.
• Для подключения резервуара потребуется садовый шланг, длина которого зависит от удаленности емкости с водой от самого коллектора.
• Несколько хомутов для подсоединения шланга.

Для наглядности тестирования работоспособности водогрейного коллектора я использовал цифровой термометр.

Пошаговая технология сборки солнечного коллектора

Прежде всего, нужно разрезать лист поликарбоната под необходимые размеры. Я запланировал сделать коллектор размером 1×2 метра, и исходил из этого факта. Очередность работ следующая:

Чтобы герметик хорошо высох, собранную конструкцию нужно оставить в неподвижном состоянии примерно на сутки, после чего можно приступать к проверке герметичности. Для этого к входящему и выходящему переходнику подсоединяются шланги, один их которых подключается к водопроводу. После того, как коллектор полностью наполнен водой, проверяются все швы и соединения на предмет протечек. Если обнаружено подтекание, вода сливается и после высыхания проблемное соединение герметизируется заново.
Чтобы была возможность рассчитать производительность и эффективность коллектора, нужно узнать его объем. Для этого воду из коллектора нужно слить в какую-либо емкость. Например, моя панель содержит 7,2 литра (вместе со шлангами).

Изготовление рамки и сборка панели

В принципе, коллектор уже можно использовать, уложив его на крышу или другую ровную неподвижную поверхность. Но я решил сделать для пластиковой панели своеобразный корпус, чтобы снизить вероятность повреждения при подъеме/спускании с крыши сарая, в котором решил обустроить летний душ, так как на зиму думаю его снимать.
Поэтапная сборка корпуса описана ниже:

Таким образом, я получил тепловой коллектор в надежном «корпусе», благодаря которому пластиковая панель защищена от механического воздействия.
Обратите внимание! Я использовал обычный прозрачный полиэтилен, но на фото выглядит, как будто он белого цвета – это блики.

Заполнение системы

Теперь можно заполнять коллектор водой и тестировать работоспособность системы. Я установил его под наклоном, а резервуар (пустой) – немного выше. Один шланг подключается к нижнему фитингу, второй – к верхнему. Для заполнения системы водой нижний шланг я подключил к водопроводу и немного открыл вентиль, чтобы система наполнялась водой постепенно. Это нужно для того, чтобы вода постепенно вытеснила весь воздух. Когда со второго шланга пошла вода (коллектор полностью заполнился), я открыл вентиль на всю, чтобы остатки воздуха вышли под давлением воды. Также я наполнил емкость для воды.

Когда в протоке воды, выходящей из выходного шланга, перестали наблюдаться пузырьки воздуха, я перекрыл воду, а оба конца шланга погрузил в воду в резервуаре (они всегда должны быть под водой, чтобы воздух не попал в систему).

Тестирование и испытание солнечного водонагревателя

Когда система наполнена, под действием солнечного тепла вода, находящаяся в тонких каналах пластиковой панели нагревается и постепенно движется вверх, образуя естественную циркуляцию. Холодная вода поступает из емкости по нижнему шлангу, а нагретая в коллекторе поступает в этот же резервуар по верхнему шлангу. Постепенно вода в емкости нагревается.

Для наглядности эксперимента я использовал цифровой термометр с выносным датчиком температуры. Сначала я измерил температуру воды в емкости – она составляла 23 °C. Затем я вставил датчик в выходной шланг, по которому в резервуар поступает нагретая в коллекторе вода. Термометр показал 50 °C. Система солнечного подогрева воды работает!

Заключение

По результатам тестирования работоспособности коллекторной системы в течение 1 часа, я получил нагрев 20,2 литров воды (7,2 литра в самом коллекторе и 13 литров я набрал в емкость для эксперимента) с 23 до 37 °C.
Конечно, производительность и эффективность системы зависит от солнечной активности: чем ярче светит солнце, тем сильнее нагреется вода и можно нагреть больший объем за меньшее время. Но для летнего душа, я думаю, этого коллектора вполне хватит.

Описанная ниже конструкция — термосифонный солнечный коллектор, основан на медной трубе и алюминиевом оребрении. Медное оребрение имеет немного более эффективную теплоотдачу, но стоимость медных листов увеличивает цену коллектора в 3-4 раза. Пайка ребер к трубам -тоже непростая задача. Производительность способа переноса тепла от алюминиевых пластин медным трубам заключается в обеспечении хорошего теплового контакта. Как это реализуется — читайте ниже. По ссылке доступны данного прототипа.

Какова цель самодельной термосифонной системы:

• Производительность, близкая к коммерческим коллекторам.
• Низкая стоимость (до 1/4 от цены за покупную систему).
• Длительный срок службы.
• Легкость исполнения своими руками из доступных каждому материалов.

Солнце нагревает воду, снижает ее плотность и вода поднимается в резервуар. Нагретая вода выходит из коллектора, ее постепенно замещает холодная, подающаяся естественной циркуляцией из резервуара в коллектор через нижнее соединение. Насос в данной конструкции не нужен. Контроль осуществляется автоматически, так как движение воды останавливается, как только коллектор остывает ниже температуры накопительного бака. Принцип термосифона подробно рассмотрен в статье.

Этот вариант термосифонного коллектора не предусматривает использование при минусовых температурах, поэтому при первых заморозках систему необходимо сливать.

В качестве примера взяты два прототипа коллектора одинаковой конфигурации, поэтому фото могут отличаться в некоторых несущественных деталях.

Термосифонная система своими руками

Из чего собран термосифонный солнечный коллектор:

• Гофрированный поликарбонатный лист SunTuf.
• Рама из пиломатериалов.
• Фанера или ОСБ для основы.
• Жесткая теплоизоляция (теплоизолятор может быть любым, от этого будут зависеть «слои» подложки — с жесткой изоляцией в данной конструкцией заднюю часть коллектора больше ничем не закрывали).
• Алюминий листовой для абсорбера 0,5 мм.
• Трубы медные.
• Фитинги медные.
• Термостойкий силикон.
• Винты, краска, волнистые рейки для крепления поликарбоната (их можно изготовить из досок лобзиком).

Данная конструкция термосифонного солнечного коллектора основывается на алюминиевом абсорбере. Ребра увеличивают площадь передачи тепла от пластины к трубе и имеют паз по форме этой трубы.

2 способа сделать абсорбер медной трубы из алюминия

Использование листового алюминия в связке с медными трубами очень часто используется канадцами, американцами, австралийцами. У нас же это непопулярное решение (насколько мне известно). Кто-то занимается , кто-то просто красит трубы.

Приспособление для гибки листового алюминия изготавливается из фанеры 19 мм толщиной и длиной около метра, в которой есть канавка квадратной формы 16Х16 мм. Для формирования углубления под трубу взят стальной стержень диаметром 16 мм (труба в большинстве коллекторов берется полдюймовая).

«Гнездо» для формовки алюминия сделано из двух брусков фанеры 16 мм, так приклеенных и привинченных к основе, чтобы образовать квадратную канавку. Листовой алюминий некоторых брендов уже имеет небольшой сгиб ровно по середине листа, а если его нет — нужно быть более внимательным при гибке.

Метод прессования молотком кажется неубедительным на первый взгляд, но на практике прекрасно работает. Процесс гибки алюминия с помощью прута и кувалды понятен из фото: положите металл на фанеру точно над пазом, установите стержень, придерживайте его и без сверхусилий бейте вертикально поставленным молотком по конструкции. Такой способ не дает ребрам загибаться вверх.

Как только вы «набьете руку», гибка одного абсорбера будет занимать не более 20 секунд.

Не забывайте проверять плотность прилегания абсорбера к трубе.

Фанерку для гибки всегда можно усовершенствовать держателями для стержня, ограничителем по одной стороне для того, чтобы лист алюминия не скользил по фанере.

Не стоит делать слишком длинные ребра, так как медь и алюминий расширяются с разной скоростью и короткие ребра (60-70 см) справятся с этим лучше. Ребра необходимо выровнять, опрессовать.

Существует способ полностью обернуть трубу алюминием. Пошаговые фото этого процесса смотрите ниже.

Этот метод позволяет добиться полного контакта абсорбера с медной трубой, что улучшает производительность коллектора, но и усложняет процесс создания абсорбера.

Конечно, описанные здесь способы не предел фантазии. Во время подготовки статьи мне встречались и высокотехнологичные для домашнего использования решения, такие как эти:

Как выровнять алюминиевые ребра абсорбера

Вероятно, можно придумать множество вариантов, как выровнять абсорбер после гибки. В данном случае автор конструкции соорудил пресс, который вы видите на фото. Ему нужно было обработать много алюминия для теплого пола и этот пресс работал быстрее и аккуратнее способа с молотком.

Пресс продавливает алюминий закрепленным стальным стержнем. Эта конструкция вполне сносно работает благодаря длинным рычагам, увеличивающим массу тела.

Даже если оребрение идеально совпадает с формой трубы, силикон обязательно нужен для оптимизации сцепления между металлами.

Как оптимизировать сцепление между металлами

В канавку наносится тонкий слой термостойкого силикона. Силикон обладает теплопроводностью в 10 раз большей, чем воздух, поэтому даже при очень хорошем сцеплении он не помешает. Помимо теплопроводности, силикон уменьшает риск гальванической коррозии путем герметизации от возможной влаги. Более подробно про улучшение сцепления между абсорбером я расскажу в следующей статье.

Укладка дополнительной полосы алюминия под трубу

В некоторых прототипах коллекторов ставят еще одну пластину алюминия под каждой медной трубой. Это дополнительная зона контакта между медью и абсорбером, помогающая избежать потери тепла на внешнем крае ребра. Про эффективность алюминиевого абсорбера готовлю отдельный материал.

Изготовление труб для коллектора

Размер коллектора должен быть таким, чтобы как можно меньше осталось отходов от резки медной трубы:). На фото размер фанеры 238Х117 см (перевожу дюймы в сантиметры, поэтому цифры выглядят немного странно). Параметры основы напрямую зависят от размера материала, который накроет коллектор (стекло или поликарбонат).

Так будет выглядеть медная решетка. Вода будет поступать в нижнем правом углу, проходить весь путь и выходить в верхнем левом.

Вырезаем трубы нужной длины. После резки необходимо зачистить места среза, особенно с внутренней стороны. На специальном инструменте для резки труб предусмотрено лезвие для этого. На фото очистка переходников и труб от остатков резки.

Примеряем алюминиевые ребра, подгоняем до идеального соприкосновения между отдельными деталями абсорбера. Режем отрезки трубы под соединения. Напоминаю, все замеры должны быть идеальными — расстояние между трубами должно равняться ширине ребер абсорберов.

Первый стояк получает Т-образный фитинг (на прием воды), а последний стояк получает коленчатое соединение. На другом конце коллектора колено идет к первой трубе, а тройник к последней (выход горячей воды). Такая обвязка обеспечивает примерно одинаковую циркуляцию.

Припаиваем все детали решетки.

После того, как решетка остынет, ее нужно будет тщательно отмыть от флюса жидкостью для мытья посуды.

Спаянные трубы должны пройти испытание на герметичность. На фото показан простейший способ, который прекрасно работает. Необходимо закрыть выпускное отверстие в нижнем конце и медленно наполнить сетку водой. Если у вас есть возможность использовать небольшое давление, то это вообще отлично.

Как сделать раму для солнечного коллектора

Рама должна иметь такой размер, чтобы в нее стала фанера с абсорбером. Углы скреплены шурупами и клеем. Рама в данном случае была загрунтована и покрашена эпоксидной краской.

Установка трубной сетки

Прижимаем трубы к фанере, добавляем фитинги к подаче и обратке. В данной конструкции выходы предусмотрены в заднюю часть коллектора. Можно припаять впускной и выпускной клапан сразу.

Прокладываем полосы алюминия под трубы. Выше я уже обращал внимание, зачем это делается. Полоса силикона заполняет пустоты между трубой и пластиной. Далее наносим силикон на всю пластину.

Силикон остается гибким при тех температурах, в которых придется работать коллектору. Это очень хороший способ сохранения и передачи тепла от абсорбера к решетке. В продаже есть термостойкие силиконы с наполнителями, увеличивающими теплопроводность.

Установка абсорберов

В канавку ребра наносим полоской герметик. Слой должен быть очень тонким. Плотно прибиваем ребра к фанере с помощью степлера скобами из нержавеющей стали. В одном из прототипов используются шурупы.

Установка алюминиевого абсорбера
Закрепление оребрения степлером

На абсорбер необходимо нанести . В гаражных условиях очень удобно воспользоваться краской для каминов и барбекю, в продаже есть и селективные краски для коллекторов.

Нужно очистить поверхность алюминия и меди от герметика и других загрязнений с помощью ацетона или другого подходящего растворителя. Абсорбер должен быть абсолютно сухим перед покраской.

Установка изоляции на солнечный коллектор

В данном случае используется жесткая изоляционная плита. Полистирол брать нежелательно из-за высоких температур. На фото изоляция приклеивается полиуретановой пеной. На плиту обязательно нужно установить груз, так как пена будет пытаться расшириться.

Вовсе не обязательно использовать поликарбонат, как в данном случае. Но именно гофрированный поликарбонат наиболее популярен в самоделках у американцев. Он обеспечивает высокую теплопередачу, прочный и гибкий, фильтрует ультрафиолет (так утверждает автор прототипа, но встречавшийся мне ПК был УФ-пропускающим). Для коллектора это хорошие показатели.

Листы поликарбоната в этой конфигурации соединены путем наложения гофра на гофр и склеены прозрачным силиконом.

Устанавливаем опоры для остекления. Здесь используется тонкостенная оцинкованная металлическая трубка кабелепровод. Необходимо просверлить отверстие в раме, как на фото. Проклеить паз. К слову, на фотографиях один из вариантов — все делается точно так-же, как и с медью.

На ребро рамы нужно наложить полоску древесины. Высота полоски должна соответствовать высоте «волны» поликарбоната. Уложите лист так, чтобы ребра поликарбоната можно было герметично прикрутить к раме. ПК вверху и внизу устанавливается на специальную волнистую полосу, используйте силикон для герметизации швов.

Над листом поликарбоната необходимо установить полосы древесины, которые будут равномерно прижимать его в верхней и нижней части. На фото хорошо видно, о чем я.

На фото видны внешние сантехнические детали. Резервуар находится прямо за стеной над коллектором. В холодном климате трубы необходимо теплоизолировать. Гофрированный подвод предусмотрен на случай каких-либо передвижений коллектора. Сливной клапан для сброса воды на зиму.

Бак для коллектора и сантехнические работы

В качестве резервуара для воды используется старый газовый бак. Устанавливать бак необходимо выше коллектора, чтобы работала естественная циркуляция. Если открыть запорные краны, горячая вода будет поступать из резервуара с холодной стороны электрического бака. Холодная вода поступает в коллектор из старого слива газового бака, горячая вода из коллектора выходит в старый выпускной клапан. Выпускной клапан установлен в резервуар и коллектор. Термодатчик так же установлен на бак и на солнечную панель.

На фото бак для сбора горячей воды из коллектора. Солнечная панель находится за стеной, на выходе двух труб.

На фотографии новый электрический нагреватель для резервного подогрева. Горячая вода из коллектора поступает во входное отверстие для холодной воды в этом баке.

Существуют разные варианты резервуаров для солнечного коллектора, например .

Замеры температуры

При температуре около 60 градусов вода поступает в резервуар. Бак прекрасно держит температуру всю ночь, электрический нагреватель не включали. Воду из коллектора используют на стирку, душ и мытье посуды. За бортом температура воздуха была не выше 30 градусов (май 2010 года). Испытания производительности в деталях в следующей статье.

Вариант крепления системы:

Солнечный коллектор на крыше

Использование бесплатного солнечного тепла - это современный подход к решению проблемы отопления дома. Конечно, оно пока что не может заменить традиционные источники тепла. Но в качестве дополнительной, или альтернативной энергии использовать солнце очень выгодно. Об этом давно ведутся разговоры, есть разработки систем и оборудования, но для массового потребителя все это пока недоступно, потому что слишком дорого. Однако можно сделать солнечный коллектор воздушного типа своими руками.

Что вообще такое солнечный коллектор? Это устройство, поглощающее солнечные лучи с их энергией, которая преобразуется в тепло по физическим законам. И грех этим не воспользоваться.

Виды коллекторов

Эти устройства подразделяются по выделяемой температуре:

• На слабые - с их помощью вырабатывается температура до +50С.
• Средние - вода прогревается до +80С, так что их можно использовать для систем отопления.
• Высокие - этот вид обычно применяется только на производствах.

Есть еще одно разделение, где в основе лежат элементы, осуществляющие нагрев:

• Накопительные.
• Плоские.
• Жидкостные.
• Воздушные.

Нас интересует последний вид. Он является самым дешевым и простым в изготовлении вариантом. Поэтому такой коллектор чаще всего домашние мастера сооружают своими руками.

Принцип работы

Любой из упомянутых коллекторов состоит из светоуловителя и аккумулятора. Последний является тем самым устройством, которое преобразует один вид энергии в другой. Именно аккумулятор нагревает теплоноситель.

В настоящее время используются коллекторы трех типов - трубные, плоские и вакуумные. В конструкции первого и третьего типа в качестве теплоизоляции выступает вакуум. Из устройства удаляется воздух, который обычно заполняет межтрубное пространство. Но особенность такой конструкции заключается в том, что трубная система состоит из двух кожухов, расположенных один в другом. А между ними - вакуумный зазор.

Удобство трубной схемы заключается еще и в том, что ее покатистая поверхность позволяет солнечным лучам постоянно падать под углом 90°. А это самое эффективное направление, при котором происходит максимальный отбор солнечной энергии.

Обычно в качестве теплоносителя в установках используется обыкновенная вода. Сам агрегат может быть одноконтурным или двухконтурным. Топлива не требуется, угарных газов оборудование не выделяет, конструкция его очень проста. Эти и еще несколько достоинств солнечных коллекторов делает их весьма заманчивыми для организации системы отопления дома.

Добавим, что коэффициент полезного действия солнечного коллектора - 80%. Для бесплатной системы это очень приличный результат. И еще один показатель. Если соорудить своими руками воздушный солнечный коллектор размером 2х2 м, то в сутки это устройство будет нагревать 100 л воды. Но только в том случае, если солнце будет вырабатывать энергию 4–5 кВт/м². А это среднестатистическая солнечная активность в России.

Солнечный коллектор своими руками

Коллекторы и гелиотермические системы

Самый простой вариант воздушного коллектора - это короб, в котором размещается трубчатый радиатор, изготовленный из стальных труб. Все стенки короба могут быть сделаны, к примеру, из досок или фанеры, ДСП или МДФ, а верхняя плоскость - это толстое стекло. Радиатор соединен с отопительным контуром. Это может быть трубная система, проходящая через бочку с водой.

Есть несколько очень важных условий, которые необходимо строго соблюдать:

1. Под радиатор нужно уложить оцинкованный лист, который полностью закроет нижнюю внутреннюю плоскость.
2. И радиатор, и жесть надо покрасить черной матовой краской.
3. Обязательно внешнее утепление любым утеплителем - пенопластом, минеральной ватой, пенополистиролом и прочим. Под металлический лист укладывается толстый слой теплоизолятора.
4. Короб красится белой краской.
5. Необходима полная герметизация стыков, особенно периметра по уложенному стеклу.
6. Металлическая бочка также теплоизолируется.

Заполнение системы следует проводить с нижней точки подачи воды, чтобы таким образом избежать образования воздушных пробок. Устанавливать такой коллектор надо на ровной площадке. Здесь важно точно выставить угол наклона системы, чтобы добиться максимального попадания солнечных лучей под прямым углом. Именно от этого зависит эффективность плоскости нагрева. По сути, не так уж важно, где будет размещен солнечный воздушный коллектор - на земле или на крыше. Главное - обеспечить солнечному свету свободный доступ.

Солнечный коллектор с тепловой трубой

Теперь несколько слов о том, какого размера должно быть устройство. Можно взять за основу показатели, о которых мы упомянули выше. Именно солнечный свет, его интенсивность и количество солнечных дней в году являются основной такого расчета. Специалисты же утверждают, что коллектор может работать как сезонный агрегат, а может и как круглогодичный.

Что нужно сделать для второго варианта?

• Увеличить поверхность нагрева.
• Установить двойной контур.
• Провести монтаж двух радиаторов.
• Усилить теплоизоляцию.
• Использовать в качестве теплоносителя антифриз.

Именно такое устройство может работать невзирая ни на погоду, ни на время суток, ни на наличие солнца.

Заключение по теме

Как видите, соорудить самостоятельно простой воздушный солнечный коллектор не очень сложно. Здесь используются доступные материалы, да и сама конструкция достаточно проста. Трудность заключается в том, чтобы правильно сделать расчеты. Кроме того, если конструкция окажется габаритной, то собрать элементы тоже будет не так уж просто

gidotopleniya.ru

Изготовление солнечных воздушных коллекторов своими руками

Солнечные воздушные коллекторы применяются для дополнительного обогрева жилых или не жилых помещений в холодный период года, с помощью теплого воздуха, который нагревается за счет энергии солнца. В данном разделе вы узнаете, как сделать солнечный воздушный коллектор своими руками из подручных материалов и минимальными затратами.

Солнечный воздушный коллектор (теплогенератор) из пивных алюминиевых банок

Материалы для изготовления солнечного воздушного коллектора (теплогенератора), могут быть весьма разнообразны, но наиболее дешевый и эффективный вариант, это использование алюминиевых банок из под пива или напитков .

Использование солнечного воздушного коллектора для зимнего обогрева курятника

Обогрев курятника должен быть эффективным и экономным, и при желании затраты на обогрев можно сократить используя энергию солнца . А всего-то на стенке курятника необходимо соорудить не сложный солнечный воздушный коллектор.

Компактный, оконный, солнечный воздушный коллектор

При желании, можно сделать более практичный солнечный воздушный коллектор, который в любую минуту можно снять и отправить в кладовку, и с этим справится любая домохозяйка, не прибегая к помощи мужской силы.

Как сделать оконный солнечный воздушный коллектор для обогрева квартир

Не будем забывать, что конструкция солнечных воздушных коллекторов довольно гибкая , и их вполне можно приспособить для отопления квартир , всего, то, нужно установить его в оконный проем. Хотя не стоит обольщаться, применять такую конструкцию, можно, только если ваши окна выходят на юг

Солнечный воздушный коллектор из корпуса потолочного светильника

Думаю, многие встречали, эти ужасные потолочные светильники (металлические короба), которые использовались на предприятиях. Даже сейчас их можно встретить в некоторых производственных помещениях. Но с другой стороны, предприятия модернизируются, делают ремонт, и эти светильники, десятками, а, то и сотнями выкидывают в металлолом, которые в свою очередь, под лозунгом «в хозяйстве пригодится » растаскивались работниками.

Возможно, и в вашем хозяйстве завалялся подобный светильник, который так и не нашел своего применения. Но применение такому светильнику имеется, и он может послужить для обогрева вашего дома, хоз помещения или теплицы .

Строительство солнечного воздушного коллектора площадью 9кв.м.

При строительстве солнечных воздушных коллекторов есть одна простая закономерность, а именно, чем больше площадь коллектора, тем эффективнее он работает, а значит, способен отопить больше площадь.

500 Вт солнечный воздушный коллектор из гофрированной воздуховодной трубы

С приходом холодов, каждый задумывается об обогреве своего жилья, подсобных помещений, теплиц и т.д., однако с каждым годом цены на энергоносители постоянно растут, и наибольшая статья расходов в холодное время года как раз приходится на отопление. Однако эту статью расходов можно уменьшить, если в качестве дополнительного отопления использовать бесплатную энергию солнца , при помощи нехитрого устройства – солнечного воздушного коллектора , который можно изготовить своими руками .

Солнечный воздушный коллектор из старой двери

Солнечный воздушный коллектор, это настолько гибкая конструкция, что если понимать его принцип действия, то его можно сделать из чего угодно , даже из старого хлама, о чем собственно и пойдет речь. И если внешний вид вас не смущает (например, будет использоваться для отопления теплицы), то для изготовления солнечного воздушного коллектора , можно использовать старую дверную коробку с дверью, которая возможно завалялась в закромах после ремонта.

Как сделать солнечный воздушный коллектор из водосточных труб 2

Основной недостаток солнечного воздушного коллектора в том, что его необходимо устанавливать на стене дома с южной стороны, и часто бывает, что как раз южная сторона дома является лицевой. Соответственно, чтобы солнечный воздушный коллектор не портил фасад дома, нужно его сделать таким, чтобы он вписывался в экстерьер дома или был незаметным и сливался с фундаментом дома .

Как сделать солнечный воздушный коллектор из водосточных труб

Если дом большой, то от маленького воздушного коллектора толку особого не будет (его что разве будет хватать на обогрев одной комнаты), поэтому если есть возможность, можно построить коллектор больших размеров.

Солнечный воздушный коллектор из профнастила своими руками

Можно построить более простой вариант воздушного коллектора своими руками , который не отнимет у вас много времени, труда и денег. Для установки данного коллектора потребуется только одно отверстие в стене для выхлопа горячего воздуха, подача холодного (свежего) воздуха будет производиться с улицы.

Данный раздел постоянно пополняется новой информацией, по изготовлению солнечных воздушных коллекторов своими руками и если Вы желаете быть первыми в курсе новостей, подписывайтесь на бесплатную рассылку.

www.solarsistem.ru

Самодельные солнечные коллекторы

Использование солнечной энергии для отопления дома хорошо всем, кроме того, что стоят эти системы очень уж недешево. Но многие системы при наличии хотя бы относительно «прямых» рук, желания, времени и некоторого количества денег, достаточно просто реализуются самостоятельно. Рассмотрим несколько вариантов тепловых коллекторов, сделанных умельцами своими руками.

Воздушный солнечный коллектор, сделанный своими руками

Воздушные коллекторы любой конструкции использовать как основное отопление не удастся: слишком низкая эффективность. А все потому, что теплоемкость воздуха во много раз меньше, чем воды. Но в качестве дополнительного источника тепла для снижения расходов за отопление - это вполне возможно.

Этот воздушный коллектор занимает всю южную стену. Благо, выходит она на задний двор и ничем не затенена. Скажем сразу: получилось неплохо по эффективности. При дневной температуре +2 o C на выходе воздух был +65 o C.

Итак, очищаем, ровняем, на всю поверхность стены прикрепляем черную плотную пленку (от 100 до 200 мк). Для лучшего эффекта можно под пленку теплоизоляцию набить, так будет нагрев еще более значительным. Но без изоляции стена будет служить теплоаккумулятором, так что можно и так.

Как сделать воздушный коллектор для отопления (для увеличения размера кликните по фото)

Вверху справа и слева делаем два отверстия, через которые будет происходить обмен воздуха. По контуру каждого из них набиваем бруски. Бруски (20*40 мм) крепим и по периметру стены, и на расстоянии примерно 80 см снизу и сверху поперек стены. По опыту эксплуатации можно уже сказать, что лучше поперечные промежуточные бруски не делать сплошными, а оставлять зазоры в 15-20 см. Получится своеобразный лабиринт. К нижним и верхним брускам крепим заглушки для выбранного профиля профнастила.

Теперь на собранную раму устанавливаем гофрированные листы, окрашенные в черный цвет. Цвет может стать проблемой - нет у нас в продаже такого. Но выйти из положения можно, покрасив поверхность черной термостойкой краской.

Для крепления листов профнастила и одновременно, для устройства лабиринта нужно в местах стыка листов прибивать вертикальные планки. Только они не должны доходить до поперечных перекладин. Так будет воздух свободнее двигаться и эффективность его нагрева повысится.

Это уже почти финал

Закрепив листы профнастила, все стыки хорошо нужно загерметизировать. С боков заложить кусками пенополистирола, плотно забить щели чем-то, все это замазать герметиком. Тоже проделать внизу и вверху. С местами стыка листов все чуть проще: заполняем герметиком. Черный герметик, больше подходит по цвету, но это жаростойкий, дорогой. А те, что дешевле - красного цвета. Наверное, можно все залить силиконом, но в данном случае использован черный.

Теперь поверх профнастила набиваем каркас для стекла. Чем больше будет лист стекла, тем большую его толщину нужно брать. Это не очень хорошо с финансовой точки зрения. К тому же светопропускание у толстого стекла меньше. Потому решетку собираем под не очень большие фрагменты стекол. Слишком маленькие куски - это тоже нехорошо: много стыков. Много стыков - значит, через них может утекать тепло, и к тому же швы отнимают полезную площадь, через которую попадает в наш воздушный коллектор солнце. Чтобы бруски не портили картину, и также служили общему делу собирания тепла, их красим в черный цвет.

На готовую и высохшую решетку крепим стекла (можно использовать прозрачный пластик, но нужно смотреть чтобы он хорошо пропускал свет). Нормальная толщина стекла 3-5 мм. Все стыки заделываем силиконовым герметиком. Герметик распределить ровно не получилось, потому все заклеено еще и черным скотчем. Хотя, наверное, зря. Зато получилось красиво. Осталось только собрать воздуховод. Сложного тут ничего нет: приделываете гофро-рукав или собираете конструкцию из жести, к ней крепите вентилятор. В этом варианте был использован канальный, а крепить его пришлось при помощи кусков от старой велосипедной камеры. Вот и все, воздушный коллектор для отопления своими руками собран.

Плоский солнечный коллектор из шланга

Каждый, наверное, замечал, что в оставленном на солнце шланге вода сильно нагревается. И это можно использовать для нагрева горячей воды. Летом таким образом можно нагревать воду в бассейне или для дома. Зимой, к сожалению, ничего не выйдет, но идея проста до неприличия.

Некоторые умудряются греть воду в черной трубе, скрученной змейкой делать (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Просто сворачиваете черный (обязательно) шланг в плоскую бухту, закрепляете его каким-то образом и устанавливаете на крыше. Некоторые умельцы умудряются разложить его просто на черепице, другие делают небольшие кассеты из тонкого листового металла или фанеры. Красят кассеты в черный цвет, а на них уже закрепляют шланг. Крепить можно любым доступным методом. Хоть одиночными фиксаторами, хоть ленточными, можно использовать металлическую ленту и саморезы. Крепеж любой, но надежный - система работает с насосом, так что давление будет серьезное.

Способы крепления труб для тех, кому такая идея понравилась (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Несколько этих кассет размещаете на крыше. Концы заводите на две гребенки: подающую, где будет течь холодная вода и отводящую, где собираться будет уже нагретая. На подающем трубопроводе установлен циркуляционный насос. С системой, кажется, все понятно. Вот только учтите, что воды в каждой такой кассете будет прилично: не перегрузите кровлю.

Вот еще один вариант в видео- формате самодельного солнечного коллектора. Для отопления дома зимой его нужно будет усовершенствовать, но для весеннего или осеннего варианта этот неплохо работает.

Тепловой коллектор своими руками

Идей и разных модификаций самодельных солнечных коллекторов немало. Это еще одна из них. Чуть измененная версия представленного выше варианта. Тут на обширном листе толстой фанеры закреплены трубки. Фанера предварительно окрашена в черный цвет. Трубы негибкие, потому использованы фитинги, схема укладки - змейка. Времени на сборку пошло немало. Все дело в правильном подключении. Для использования с естественной циркуляцией контур слишком длинный, потому обязательна установка циркуляционного насоса.

Этот плоский коллектор требует терпения: соединение труб на фитингах

Все эти самодельные солнечные коллекторы легки в изготовлении и не требуют больших затрат. Но все конструкции идеальны, но это - рабочие модели. В каждом из них вы можете изменить то, что вам кажется неправильным, и потом с полным правом говорить, что эту модель солнечного коллектора вы не только сделали своими руками, но и сами ее усовершенствовали.

Воздушный солнечный коллектор своими руками

Житель Благовещенска Андрей Шукалин, экономист по образованию, придумал, как сократить затраты на теплоснабжение. Его изобретение подходит тем, у кого печное, электрическое отопление, а также центральное отопление с теплосчётчиками. Он создал устройство, которое назвал воздушный солнечный коллектор. Устройство Андрей собрал на собственном доме и уже испытал его на эффективность и экономичность. Благовещенский изобретатель мечтает запатентовать своё изобретение и начать его массовое производство.

«Максимальная эффективность, когда солнце напротив коллектора. Располагается он оптимально на южной стороне вертикально на стене. На южной стороне фасада, дома», – поясняет Андрей. Он произвёл множество расчётов: прямой и рассеянной солнечной радиации, тепловой мощности в расчёте на электроэнергию. Зимой солнце низко над горизонтом. На вертикальную поверхность его тепло попадает максимально. Выходит максимальная теплоотдача. В январе – в течение девяти часов, в марте – в течении семи, делится своими наблюдениями изобретатель.

Коллектор состоит из модулей, площадь каждого – примерно половина квадратного метра. «Внутри модулей – пустота и сделан воздушный канал, по которому воздух проходит, нагнетаемый насосом. Через него проходит и выходит туда, куда нам надо. Есть защитная верхняя плёнка. Она защищает от того, чтобы уже нагретый воздух не остывал под воздействием климата, потому что зимой холодно», – поясняет конструктор.

Андрею Шукалину идея создать воздушный солнечный коллектор пришла из-за стремления к экономии. Он хотел сократить собственные расходы на электроотопление, при этом не мёрзнуть, а нормально обогревать свой дом. Устройство, по его задумке, должно было быть, недорогим, не громоздким, но эффективным. В Интернете Андрей таких устройств не нашёл. Вариант с обычными солнечными батареями для него был неприемлем. Ему хотелось греть непосредственно воздух, а не воду, печь, систему. Только воздух и максимально экономично и экологично.

Сначала он собрал небольшую конструкцию, она оказалась настолько эффективной, что даже немного оплавилась от горячего воздуха. Тогда Андрей усовершенствовал модель и собрал обновлённый вариант коллектора на стене своего дома. Он эффективный, но стационарный. Это изобретатель считает минусом – нельзя разобрать, перенести. Да и монтировать зимой стационарный воздушный солнечный коллектор сложно. Практически невозможно. Сейчас Андрей Шукалин демонстрирует мобильный образец – отдельный модуль, который можно изготовить в любом цехе и собрать на том здании, которое планируется обогревать.

Со своим изобретением Андрей, а у него в доме электроотопление, уже зимовал. Эффективность и экологичность замкнутой системы, а также экономию от использования воздушного солнечного коллектора, как говорится, испытал непосредственно на себе. На отоплении, говорит, получалось сберечь от 135 до 220 рублей ежедневно. При этом потребление электроэнергии самой установкой стоило всего 1 рубль в день.

«Эффективно отапливал дом. У меня дома тепло, даже несмотря на то, что потребление электроэнергии небольшое. Ночное потребление электроэнергии у меня сократилось и дома стало просто тепло. Даже в декабре, в январе я приходил вечером с работы, у меня дома уверенные 30 градусов были. Потом это всё посмотрели мои друзья, сделали в Верхнеблаговещенском – на таком же жилом доме. Отапливается полностью второй этаж, без отопления иного. Он отапливает большую площадь – 20 квадратных метров. Там жил человек в этом году. Зимой, собственно, хватало. Ну не было ещё человека, который, глядя на это, сказал бы, что это плохая идея. Всем интересно. Кто-то хочет себе на гараж, кто-то – на дом, кто-то – на коттедж, кто-то – склад, ангар планирует. Что-то там изобретает, думает, как это сделать. Сейчас лето, сейчас никто не мёрзнет, это всё будет ближе к осени. Очень много заинтересованных лиц. Да, много», – говорит Андрей.

Благовещенец подал заявку на то, чтобы запатентовать своё изобретение. Заявку приняли. Он надеется получить сертификат на полезную модель уже этим летом. Усовершенствовать коллектор. Например, оборудовать его термодатчиками, которые будут автоматически включать и выключать устройство в зависимости от погодных изменений. А затем – начать массовое производство воздушных солнечных коллекторов. Он убеждён – его изобретение будет пользоваться спросом.

«Себестоимость квадратного метра в этом случае порядка двух, двух с половиной тысяч. То есть при подсчётах у меня получилось, что окупается данная система за полтора сезона. Но полтора сезона быть не может отопительных. Два сезона. Аналоги – солнечные коллекторы, которые греют воду, они окупаются порядка шести лет. Которые производят электричество – порядка восьми лет. Ветряки тоже восемь лет», – поясняет изобретатель.

Андрей Шукалин признаётся: его работа – то, что сейчас приносит ему стабильный заработок, с конструированием, изобретениями и внедрением передовых технологий никак не связана. Он – менеджер среднего звена, получивший популярную в 90-е специальность, но с самого детства стремящийся к чему-то другому. Он мечтает создавать.

«Закончил АмГУ, высшее образование у меня. Поступал в 1999 году. Тогда альтернативы, кроме как стать инженером, не было. Но всегда было хобби – что-то конструировать, изобретать, что-то строить. В качестве хобби уже построил два дома – себе и отцу. Изобретаю эти коллекторы. Ещё есть масса идей. И хочется превратить хобби в профессию, чтобы быть счастливым человеком», – поделился Андрей Шукалин.

Он стал героем программы «Эврика» из цикла «Городские истории». Программа вышла в эфире «Альфа-канала». Посмотреть её полностью можно также на сайте Амур.инфо.

Андрей Шукалин не единственный, кто создает устройства, позволяющие экономить за счет использования даровой энергии солнца. Краснодарец Николай Дрига тоже построил своими руками настоящую теплоэлектростанцию, работающую сразу от нескольких возобновляемых источников.

Солнечные коллекторы своими руками воздушные

Используя недорогие подручные материалы и простое оборудование, можно собрать эффективный воздушный солнечный коллектор для обогрева дома .

Устройство работает по простому принципу: черная поверхность поглощает солнечное тепло и отдает его воздуху. Пока на коллектор светит солнце, абсорбер нагревает нагнетаемый вентиляторами холодный домашний воздух. В помещение возвращается уже нагретый воздух — благодаря такой вентиляции температура в помещении постепенно повышается.

Воздушный солнечный коллектор обычно устанавливают на крышу или на южную стену дома, предварительно сделав четыре отверстия диаметром около 10 см, объясняет кандидат технических наук, автор многочисленных публикаций об энергосбережении и книги «Энергосберегающие коттеджи» Юрий Дудикевич.

«Через нижние отверстия в стене прохладный домашний воздух будет подаваться на коллектор, нагреваться и возвращаться обратно в помещение через верхние отверстия, — объясняет специалист. — На выходе коллектора устанавливаются обратные клапаны, которые блокируют движение воздуха при отключенных вентиляторах».

Согласно подсчетам эксперта, воздушный солнечный коллектор позволяет получать 1,5 кВт*ч тепловой энергии на один квадратный метр площади. «Например, 10 коллекторов, площадью два метра каждый, могут давать 30 кВт*ч в солнечный день, — объясняет украинский инженер. — В декабре, когда температура воздуха на улице достигала -6 ° С, суммарная выходная тепловая энергия коллектора в течение солнечного дня (7:00) составила 6 кВт*ч, а эффективность — не менее 50%, а в октябре коэффициент полезного действия устройства повысился до 75 %».

Теплый воздух из солнечного нагревателя лучше направить под пол, советует эксперт. «Устроить это можно посредством плоских прямоугольных воздуховодов шириной 30 и высотой 5 сантиметров, — объясняет Юрий Дудикевич. — Их можно изготовить своими руками из оцинкованной жести, к тому же они имеют большую площадь поверхности, чем круглые трубы, и поэтому лучше отдают тепло».

При этом необходимо обязательно обернуть в теплоизоляцию каналы и пол, отмечает специалист, добавляя, что отличными свойствами обладает природный утеплитель из извести и костры льна или конопли.

Воздушный солнечный коллектор может использоваться не только для обогрева дома, но и для отопления парников, сушки неотапливаемых помещений, сушки фруктов и овощей, а также древесины весной, летом и осенью.

По словам эксперта, воздушный коллектор – самым дешевым средством обогрева дома. «За водяную солнечную систему надо отдать не менее 4 тыс. евро, а воздушный аналог, который не уступает по эффективности, можно сделать собственноручно за 100 евро, — отмечает Юрий Дудикевич. — Такие устройства благодаря доступным материалам можно собирать даже на уроках труда в школе».

Для изготовления воздушного солнечного коллектора нужны базовые знания, а также материалы и инструменты, которые можно купить в ближайшем магазине или найти в собственном хозяйстве.

Чтобы смастерить солнечный воздушный обогреватель, который может работать и зимой, понадобится деревянная рама с фанерным дном, изоляционная и рефлектирующая пленка, металлический лист, зачерненная сетка и лист прозрачного поликарбоната. К тому же нужны два вентилятора, и два обратных клапана, которые устанавливаются на выходе из коллектора.

Фанерное днище размером 1500х1500 мм нужно раскроить на две части: 1050х1500 мм и 450х1050 мм (соединяются между собой планкой сечением 20х40 мм) и вырезать четыре отверстия для движения вентилируемого воздуха (можно использовать форматно-раскроечный станок).

В днище устланном изоляционной пленкой с теплоотражающим свойствам необходимо просверлить снизу два отверстия диаметром 10 см для забора холодного домашнего воздуха и два отверстия сверху — для отвода горячего воздуха из коллектора. «В нижние отверстия мы будем монтировать вентиляторы, с помощью которых холодный воздух будет втягиваться в коллектор, а на верхние позже установим обратные клапаны, которые будут блокировать движение воздуха при отключенных вентиляторах», — объясняет Юрий Дудикевич.

Утепление фанерного днища рамы изоляционной и рефлектирующой пленкой помогает уменьшить теплопотери коллектора. Алюминизированная пленка отражает тепловые лучи, которые поступают от нагретого абсорбера.

Основной элемент коллектора — абсорбер – окрашенный в черный цвет металлический лист.

К внутренней стороне абсорбера прибивается металлическая сетка, которая меняет структуру воздушного потока, создаваемого вентиляторами, и вся эта конструкция монтируется к раме коллектора.

«Втянутый в коллектор холодное домашний воздух движется вдоль сетки, прогревается и становится температурно однородным», — объясняет Юрий Дудикевич.

«Два вентилятора Домовент ВКО-100 создают воздушный поток скоростью 200 м3/ч, — объясняет эксперт. — Мощность одного вентилятора составляет 14 Вт при дневных солнечных поступлениях на коллектор от 3 кВт*ч и больше».

Для установки воздушного коллектора необходимо просверлить в стене четыре отверстия диаметром 10 см.

И наконец — для уменьшения теплопотерь абсорбер накрываем листом прозрачного поликарбоната, который имеет защитную пленку от губительного ультрафиолетового излучения.

Видео: как собрать воздушный коллектор своими руками из пивных банок

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

• корпус;
• абсорбер;
• теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;
• отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

• Абсорбция тепла - солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.
• Теплопередача - абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.
• ГВС - используется два принципа подогрева горячей воды:
  1. Прямой нагрев - горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.
  2. Второй вариант - обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.
     Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.

Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

• поликарбоната;
• вакуумных трубок;
• ПЭТ бутылок;
• пивных банок;
• радиатора холодильника;
• медных трубок;
• ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

Коллектор из поликарбоната

Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

• две штанги с нарезанной резьбой;
• пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
• пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
• 2 заглушки.

Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.

Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.

Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

• 12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;
• 8 Т-образных переходников;
• 2 колена;
• рулон тефлоновой пленки;
• 2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.

В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

• банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;
• теплообменник - используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;
• клей для склеивания банок между собой;
• селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

• трубы диаметром 1 1/4", используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;
• трубы на 1/4", используемые в системах кондиционирования;
• газовая горелка;
• припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4". В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Из металлопластиковой трубы гелиосистемы не делают из-за резиновых уплотнителей фитингов, не выдерживающих сильного нагрева. При интенсивном солнечном излучении нагрев в коллекторе достигает 300°С. При перегреве уплотнительные прокладки обязательно дадут течь.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

• Солнечный коллектор из ПНД трубы - для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.
• Солнечный коллектор из ПВХ труб - популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

• Самодельное селективное покрытие коллектора - используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
• Специальные абсорбирующие покрытия - можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема - что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой - то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя